牛永剛，趙煥彬

(1.河北師范大學， 石家莊　050024;2.安陽師范學院， 河南 安陽　455000)

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人體運動鏈視角下的身體功能性訓練研究

牛永剛1,2，趙煥彬1

(1.河北師范大學， 石家莊050024;2.安陽師范學院， 河南 安陽455000)

從人體運動鏈構成的結構及其與身體功能性訓練的關系入手，運用文獻資料、邏輯分析等研究方法，綜合借鑒功能解剖學、筋膜學、運動生物力學、邏輯學等學科的理論知識，以運動鏈的視角審視和分析功能性訓練中的弱鏈、動作代償?shù)葐栴}，運用筋膜鏈的視角對核心力量與穩(wěn)定性在功能性訓練中的作用，以及在開鏈-閉鏈在轉鏈環(huán)節(jié)時出現(xiàn)弱鏈及損傷的原因進行分析與討論，對于預防和減少運動損傷，提高訓練效率和效益有著積極的現(xiàn)實意義。

筋膜鏈；人體運動鏈；功能性訓練；動作代償；弱鏈

2000年悉尼奧運會后，隨著國家體育總局“119工程”的提出，功能性訓練被引入到國家隊的訓練中，取得良好效果后，迅速在我國競技體育領域得到推廣，并逐步形成以競技體育為主導，輻射到青少年、老年人、軍事及特殊人群，形成“四位一體”功能性體能訓練人群框架格局。袁守龍[1]認為，身體運動功能性訓練理念在我國的發(fā)展，經歷了從單純強調機體能力的身體素質訓練，到重視人體能量代謝系統(tǒng)重要作用的體能訓練，進而發(fā)展到對人體核心部位重要支撐與傳導作用的核心力量訓練，再到“動力鏈理論”等幾個階段。因此，運用人體運動鏈的視角，對功能性體能訓練的相關問題進行討論與分析有著很強的現(xiàn)實及理論意義。

1　人體運動鏈是功能性體能訓練的基礎和前提

運動鏈的概念是源于德國人勒洛(Franz Reuleaux)，1876年在《機械運動學》中第一次創(chuàng)造性地提出的“鏈接概念”，之后這一概念被廣泛接受和應用，是指由兩個或兩個以上的構件通過運動副的聯(lián)接而構成的相對可動的系統(tǒng)。1933年，Hans首次把運動鏈概念的動態(tài)鏈接和鏈接系統(tǒng)框架的外推法引入分析人體運動中，并簡述了肌肉的功能[2]，將人體運動鏈的概念建立起來，人體運動鏈被看作是肌肉連續(xù)連接身體各部分的經絡，是以功能作為單元進行連接，而不僅僅是各部分的總合[3]。在美國國家運動醫(yī)學學會(NASM)給人體運動鏈下的定義為連接神經、肌肉和骨骼的所有運動及相互關系[4]。1964年Hanavan將人體劃分成15剛體模型進行研究[5]，并成為運動生物力學研究人體運動的一種重要的方法和途徑。從三維功能科學理論角度來看，人體運動鏈系統(tǒng)是將一個復雜的、個性化的和任務導向的功能系統(tǒng)的人體，看作是一個由神經系統(tǒng)、骨骼肌肉、心血管系統(tǒng)等組成的無法分割的功能綜合體，這一統(tǒng)一體可以包括肌肉鏈、關節(jié)鏈、神經鏈、內分泌鏈、能量鏈等多個子系統(tǒng)[6]。

1964年Hanavan將人體劃分成15剛體模型進行研究[2]，并成為運動生物力學研究人體運動的一個重要的方法和途徑，這些研究為人們按運動鏈的方式對人體動作進行研究開辟了方向。近年來，隨著人們對人體運動鏈研究的不斷深入，有多位Rolfers按摩師、理療醫(yī)師、康復治療師和整骨醫(yī)師從不同角度出發(fā)，提出了多個人體肌肉鏈模型[7]。其中以肌筋膜結構為代表的筋膜學運用人體解剖方法，改變傳統(tǒng)地的“分割”視角，找到了肌肉和肌筋膜“連續(xù)”的科學證據(jù)，成為我國傳播和影響最為廣泛的一種肌肉鏈模型。

1.1功能性動作是人體運動鏈/動力鏈上傳遞的結果

人體所有功能的實現(xiàn)都離不開動作，所有動作的完成都是在神經系統(tǒng)支配下，以肌肉為主動系統(tǒng)、筋膜/肌腱為被動系統(tǒng)、骨骼為杠桿、關節(jié)為樞紐的張力均衡傳導過程。功能性動作是指在準確、有效整合人體基本運動方式時，能夠提供和保持運動鏈上肌肉的靈活與穩(wěn)定的能力[8]。Michael和Robert認為[9]，功能性動作是個體在完成特定目標任務時，身體多系統(tǒng)、組織參與適應環(huán)境的任何運動形式。Gray Cook[10]認為，人體的動作是3個基本運動平面的綜合運動，不是獨立的，而是相互補充，協(xié)調用力的結果，這種綜合運動是通過人體運動鏈實現(xiàn)的。通過人體運動的4種功能性動作組合[10](圖1)，并將這些組合動作對稱劃分為基本動作形式進行研究，即彎曲/伸展(Flexion/Extension)，內旋轉/外旋轉 (Internal Rotation/External Rotation)。得出結論提出，下劈(Chip)和上挑(Lift)動作可以作為運動員逐步加強軀干(torso)力量功能性訓練和運動專項訓練的功能性動作。美國國家運動醫(yī)學學會(National Academy of Sports Medicine，NASM)給出的功能性訓練定義是，在完成特定目標動作時，涉及到完整動力鏈中每個環(huán)節(jié)在不同平面中的加速、減速及穩(wěn)定性訓練動作[11]。不難看出，功能性動作是人體運動鏈在多關節(jié)、多平面的綜合表達的結果。

圖1　人體運動的四種功能性動作組合

綜上可知，在人體完成各種功能動作時，可以視作是各條不同人體運動鏈協(xié)同工作的結果。因此，依據(jù)人體功能解剖學的結構，按照符合運動生物力學特征的人體運動鏈進行功能性體能訓練，具有特殊的現(xiàn)實意義。

1.2人體運動鏈結構決定著功能性動作的功能

系統(tǒng)論認為結構決定功能，且系統(tǒng)具有結構和功能相互關聯(lián)，相互轉化的規(guī)律，沒有結構的功能和沒有功能的結構都不存在，人體運動鏈也具有鏈結構與鏈功能的統(tǒng)一性。人體為了實現(xiàn)運動條件下的各種外部功能表現(xiàn)，可以看作是由若干個功能與結構單元組成的機體系統(tǒng)[6]。

從解剖結構來看，人體運動鏈的關節(jié)構成包括踝關節(jié)、膝關節(jié)、髖關節(jié)、腰段脊柱、胸段脊柱、肩關節(jié)、肘關節(jié)、腕關節(jié)等可動要素點；而人體的小腿、大腿、軀干、上臂、前臂、手等多個環(huán)節(jié)圍繞著可動要素點進行連接構成人體運動鏈的可動環(huán)節(jié)。力作用在人體運動鏈上，各環(huán)節(jié)相對位置發(fā)生改變，從而產生最后用力的運動狀態(tài)[12]。人體運動鏈的構成至少需要2個以上的可動要素點和3個可動環(huán)節(jié)，結合人體的基本結構，可以將人體運動鏈劃分為上肢鏈(左右各一條)，下肢鏈(左右各一條)和軀干核心鏈(一條)，共五條。一般情況下，人體能量可以沿一條運動鏈(或身體的一部分)產生的能量或力量可以連續(xù)的傳導到下一條鏈。這種鏈式系統(tǒng)工作過程經常是由地面開始，通過腿的發(fā)力、軀干轉動、上臂的抬高、前臂伸展(上臂內旋和前臂旋內)、手的彎曲來實現(xiàn)[10, 13]。傳遞過程中，作為上肢鏈和下肢鏈的最末端環(huán)節(jié)的手和腳的功率、速度以及動作幅度等指標，自然成為了評價運動鏈效能的重要指標。軀干是連接上下肢運動鏈的重要位置，其傳遞力的方式與效率很大程度上影響著運動鏈末端的效能。

從生物力學的角度看，人體的運動功能在動態(tài)運動鏈上產生，沿運動鏈上關節(jié)傳遞，但人體各運動環(huán)節(jié)必須協(xié)調有序地產生興奮，才能使肢體遠端在最佳位置、以最佳速度、在最佳時機完成動作[14]。如果在傳遞過程中，出現(xiàn)了關節(jié)靈活度或環(huán)節(jié)力量的不足或過度，就不可避免的出現(xiàn)弱鏈環(huán)節(jié)，并由此產生動作代償現(xiàn)象。

2　人體運動鏈的連續(xù)性和整體性，在實現(xiàn)功能性動作中的表達

人體在完成動作的過程中，沿運動鏈由下至上的傳導過程中，不僅僅是保持了力量和速度，而且還在傳導的過程中使的能量得到增加。這也是人們對運動鏈進行研究的一個主要方向和目的。如上肢的各種揮擺、擊打、投擲等鞭打動作以及下肢的踢、擺等動作，都很好的體現(xiàn)了人體運動鏈的增力的作用。我們可以把這種增力作用稱為人體運動鏈的“正向功能”；除此之外，人體運動鏈還對應有“負向功能”，其主要的表現(xiàn)形式就是“弱鏈”、“弱鏈接”和“動作代償”。而這些負向的功能對我們全面認識人體運動鏈也同樣具有積極的意義。

2.1“弱鏈”和“弱鏈接”現(xiàn)象是人體運動鏈連續(xù)性的體現(xiàn)

人體運動鏈(多組運動鏈)中，受限最大一組或一條鏈中最薄弱的環(huán)節(jié)鏈，被稱為“弱鏈”或“弱鏈接”。比如在體育運動中，由于身體的某一部位(腰、膝、踝、肩等)的不適，將會影響其整個動作完成的效率和效果。

弱鏈和弱鏈接的出現(xiàn)的原因有多種，首先是運動鏈上各環(huán)節(jié)或環(huán)節(jié)內部出現(xiàn)的肌力不足導致。疲勞、損傷或訓練水平不高都會引起部分環(huán)節(jié)相對薄弱而導致弱鏈的現(xiàn)象的出現(xiàn)。其次，核心力量與核心穩(wěn)定性無法滿足肢體末端發(fā)力需要導使末端環(huán)節(jié)失力。不夠也會導致運動鏈失去支撐而觸發(fā)弱鏈現(xiàn)象。第三，身體的不對稱或肌力的不平衡導致在完成動作過程中的動作失衡和功能失調。第四，動作模式不正確改變了參與肌肉的時序或比例，形成新的動作模式；局部動作的變化進而引發(fā)整個運動鏈上的動作變形和發(fā)力不暢。第五，“轉鏈”時出現(xiàn)了“不到位”或“做過頭”而引起后繼動作的紊亂而出現(xiàn)弱鏈。

綜上所述，人體運動鏈中的弱鏈和弱鏈接可能受到肌力、傷痛、疲勞、核心穩(wěn)定性、對稱性和平衡性以及動作模式或“轉鏈”等因素影響而出現(xiàn)，進而影響了功能性動作的效率?！皠幼鞑环€(wěn)定、動作不對稱、代償性動作”等現(xiàn)象的出現(xiàn)可以幫助判斷運動過程中存在的“弱鏈接”現(xiàn)象；改善運動弱鏈接、加強動力鏈形成可以加強和提高專項力量以提高動作經濟性、減少運動損傷。通過功能性力量訓練具體的訓練方法，如本體感覺功能訓練、懸吊訓練等，可以改善并解決競技運動中“弱鏈接” 現(xiàn)象[15]。因此，發(fā)現(xiàn)并找到“弱鏈”或“弱鏈接”并進行針對性的訓練就可以有效地改善運動功能，提高運動能力和成績。

2.2功能性動作代償是人體運動鏈的完整性的體現(xiàn)

當弱鏈出現(xiàn)時常常會伴有代償動作的出現(xiàn)，所以在功能性訓練中，除了要關注弱鏈和弱鏈接以外還要關注動作代償。動作代償(Compensation)是指同一條動力鏈上首尾相鄰的關節(jié)中，某一關節(jié)由于運動功能異常，如穩(wěn)定性、靈活性下降，導致與之相鄰關節(jié)為繼續(xù)達到預定動作目標而出現(xiàn)運動功能代償?shù)默F(xiàn)象[16]。從上面的敘述中我們已經清楚弱鏈的出現(xiàn)的一些原因，因為運動鏈的整體性連接，所以只要出現(xiàn)一處弱鏈接就會引發(fā)全身性的功能性動作代償。因此，我們說動作代償是人體運動鏈整體功能的負向表達。

代償其實是人體在完成動作中，出現(xiàn)某種不足而又不能中斷動作時，通過后續(xù)一系列的彌補或調整動作而補償性的動作機制。比如，當組織的適應性的穩(wěn)定因為柔韌性訓練而降低時，就需要通過力量和穩(wěn)定訓練來代償。從完成動作的角度來講，代償也有其積極的一面。目前的研究認為，動作代償是關節(jié)穩(wěn)定性和靈活性的下降所導致的，從人體動作對關節(jié)功能需求(圖2)中可以清楚地看出，人體的相鄰關節(jié)的功能分布是靈活性與穩(wěn)定性交替出現(xiàn)。比如某穩(wěn)定(靈活)關節(jié)的穩(wěn)定(靈活)性不能很好地實現(xiàn)其所在位置的功能要求，就勢必會導致相鄰關節(jié)的穩(wěn)定(靈活)功能代償現(xiàn)象的出現(xiàn)，而代償一旦產生就會沿關節(jié)進行鏈式傳導，導致正確動作模式被破壞?？梢哉f，如果代償被剔除，那么人體的整個動作系統(tǒng)就會崩潰。

圖2　人體運動鏈關節(jié)靈活-穩(wěn)定關系圖

以前人們對代償?shù)恼J識不夠全面，過度地放大了其負面效應，其實在許多時候，我們的教練員在訓練運動員動作的時候，他們常常會無意間把“代償”當作一種“技巧”教給運動員；或者還有很多“代償動作”是運動員在完成動作過程中自己“習得”，之后也很難被發(fā)現(xiàn)。久而久之，這些習得的代償動作形成特殊的動作模式而融入到運動員的動作中，為慢性運動損傷埋下隱患。

綜上可知，弱鏈產生及動作代償都是人體運動鏈連續(xù)性和整體性的表達。功能性動作的完成依賴于結構的匹配，結構決定著功能的實現(xiàn)，弱鏈、弱鏈接會引起動作代償，而代償又會對人的運動能力的提升和運動成績的提高構成限制，會給運動損傷埋下了隱患。在功能性訓練中，從運動鏈的視角出發(fā)去思考動作，會幫助我們清楚地認識運動中弱鏈與弱鏈接在動作鏈中的危險性，但我們還必需清楚地知道，人體的動作代償是人體運動鏈結構的一種功能表達機制，弱鏈和弱鏈接才是問題的關鍵所在，而非動作代償機制本身。

2.3運動鏈工作方式轉換瞬間出現(xiàn)弱鏈接是運動損傷的多發(fā)環(huán)節(jié)

開鏈運動與閉鏈運動是運動鏈的基本工作方式，通過情況下，人體在運動中的動作都是連續(xù)完成的，常常是開鏈運動與閉鏈運動交替或同時(或混合)進行的運動形式。閉鏈運動經常是復合運動，需要多肌肉、多關節(jié)的同時運動，其運動時會引起收縮力，而開鏈運動是獨立運動(isolation movements)，也會引起更強的剪切力(shearing forces)[17]，也會以實現(xiàn)單關節(jié)單獨運動，將閉鏈運動引入開鏈運動可以更好地提升競技成績[18, 19]。然而在人體完成從開鏈運動到閉鏈運動或從閉鏈運動到開鏈運動的轉換時，也常常會出現(xiàn)弱鏈接現(xiàn)象，而這時出現(xiàn)弱鏈接通常會直接導致運動損傷的出現(xiàn)。比如人體在跑步時的運動來說，一條腿從離開地面進入擺動階段就開始了開鏈運動階段，當擺動結束進入支撐階段時，人體就進入了閉鏈運動階段，而一過程中所經歷的從開鏈到閉鏈的轉鏈瞬間，也就是腳從開鏈運動中獲得的巨大離心力會在著地的瞬間轉化成支點開始閉鏈運動階段，這時開鏈運動產生的強大的剪切力與閉鏈運動的收縮力會集中于腳踝周圍的肌肉與肌腱，如果這里的鏈接的在某些角度上是一個弱鏈接，其受傷可以說是再所難免的。相反地，在轉鏈環(huán)節(jié)中，關節(jié)角度處于順鏈或強鏈接(即正確的關節(jié)角度)時，動作效果就會格外的有效。

3　核心區(qū)在人體運動鏈功能性力量傳導的功能與作用

核心區(qū)位于人體中軸的區(qū)域，有學者認為，核心區(qū)包括腰-骨盆-髖關節(jié)包括起止點位于核心區(qū)29對肌肉[20]；還有研究者認為[21]，核心區(qū)應包括膈肌以下盆底肌以上的中間區(qū)域，含有41對+1塊肌肉群(或包括骨盆、胸廓和整個脊柱在內的區(qū)域，有55對+1塊肌肉群)組成。從核心區(qū)在人體運動鏈中的位置上講，核心區(qū)是幾乎所有運動鏈的中心，因此，核心穩(wěn)定性對于人體整個運動鏈的力量和能量的傳導具有極其重要的功能與作用。從系統(tǒng)構成來講，核心區(qū)穩(wěn)定性是由被動子系統(tǒng)(骨骼、韌帶系統(tǒng))、主動子系統(tǒng)(肌肉系統(tǒng))和神經控制子系統(tǒng)(神經系統(tǒng))[22, 23]和調節(jié)子系統(tǒng)(呼吸系統(tǒng))[24]等4個子系統(tǒng)構成，通過有效控制核心區(qū)肌群(深層穩(wěn)定肌肉、淺層穩(wěn)定肌肉、淺層運動肌肉)的力量、平衡與穩(wěn)定，才能充分發(fā)揮整條運動鏈(包括上肢和下肢)的運動功能[14]。

3.1核心穩(wěn)定性和力量是人體運動鏈傳導的中繼站和動力源

核心穩(wěn)定性是通過調整身體姿態(tài)和控制身體重心來保持平衡，在神經控制系統(tǒng)支配下，通過主動子系統(tǒng)和被動子系統(tǒng)在三維立體系統(tǒng)，將下肢(或一側下肢)的產生的向上和向前的蹬轉力，通過助旋或抗旋的方式整合后，增加或改變力量的大小和方向，實現(xiàn)力量向上肢(或另一側下肢)協(xié)調、有序的高效傳遞。核心穩(wěn)定不僅可以為四肢肌肉的發(fā)力提供支點，還能為力量在運動鏈上的傳遞創(chuàng)造條件[25]。

核心力量是在經過整合的運動鏈上，控制腿和髖以上軀干部位的姿勢和軀干運動、使肌肉完成最佳做功、使力量在運動鏈上各個環(huán)節(jié)直至肢體末端有效傳輸和控制力量的能力[14]。它不僅是人體核心穩(wěn)定性形成的主要能力，在競技運動中它還能主動發(fā)力，成為人體運動的一個重要的“發(fā)力源”。專項動作力量一直被作為運動訓練中的高級階段，核心的專門性力量被廣泛認同與專項動作力量有很強的相關性。因為核心力量訓練的內容，對構建符合專項力學規(guī)律的運動鏈，提高力在運動鏈上的整合、傳遞與功能性放大[26]有重要作用。大量案例證明，身體近端肌肉興奮產生的力量可以為肢體遠端功能的有效發(fā)揮提供保證。源自核心的產生力量甚至可以在身體遠端形成類似揮鞭效應一樣的力量效果，并為遠端動作的精確性和穩(wěn)定性提供保證。比如踢球時，腳上的最大動力來自屈髖產生的相互作用力[14]。

3.2“轉鏈”：動作代償和弱鏈產生的重要節(jié)點

核心區(qū)的位置不僅決定了其功能的重要性，同時也進化出其結構的特殊性。從筋膜解剖學的視角來看，骨盆好像鐵道的“分道站”(如圖3)，當力量傳導至“分道站”時，骨盆的旋轉會把力“變軌”到不同的肌筋膜線上去。如果骨盆的角度不正確，就可能把力量“轉鏈”別的軌道上，從而不能使力量繼續(xù)到達所要到達的地方。生物張力均衡理論則認為，人體是一個完整的均衡張力網，而組成網絡的各點(骨)及各點間所受的各方向張力為均衡時，才能實現(xiàn)相應的功能；內外部受力或發(fā)力的改變，各點的張力會發(fā)生改變，直至建立新的平衡[27]。在這個過程中，肌肉鏈是構成整個均衡張力網的基礎，人體的多條運動鏈是相關交織聯(lián)結在一起的，因此，在運動鏈上的某些環(huán)節(jié)(特別是核心區(qū)上的各環(huán)節(jié))是多條運動鏈的“交匯點”(如圖4)。從生物力學分析，關節(jié)的角度的改變會引力距和力臂的改變，并會進一步影響動作完成的質量與效率。當運動通過該“交匯點”的時候，由于其位置、角度等處于不正確的位置，導致“轉鏈”不完全或過了頭，產生出的力量大小不足或方向不正確，就會引起代償動作的出現(xiàn)，其對外表達的結果也是一種弱鏈接。

圖3　髂前上棘是多條肌筋膜的分道站[3]

圖4　多條肌筋膜線在核心區(qū)交匯情況[3]

綜上可知，核心區(qū)在人體運動鏈力量傳導過程中的重要性與特殊性。通過核心的轉動與制動可以為四肢獲得力量提供動力，可以幫助運動鏈更好地實現(xiàn)功能動作。20年前就有學者預言，“核心力量”或將成為“功能性訓練(Functional training)”的一個組成部分[28]。功能性訓練剛引入我國時也有學者認為，核心力量訓練就是功能性力量訓練[29]的觀點。可以說，核心力量與穩(wěn)定訓練與功能性訓練有著天然的密不可分的聯(lián)系。

4　結束語

人體是一個非常復雜的巨系統(tǒng)，其功能的實現(xiàn)是由相關結構決定的。按照人體筋膜鏈提示的肌肉鏈建立人體運動鏈模型，并根據(jù)模型進行身體功能性訓練，對于人體運動中弱鏈、弱鏈接、運動代償?shù)葐栴}，可以有更加深入的認識；重視并加強核心區(qū)力量與穩(wěn)定性對力量傳導、重視運動過程中開鏈-閉鏈的轉鏈環(huán)節(jié)，對于預防和減少運動損傷都有重要的意義。

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A study of body functional training: From the human body kinematic chain perspective

NIU Yong-gang1，2,ZHAO Huan-bin1

(1.HebeiNormalUniversity,Shijiazhuang050024,Hebei,China; 2.AnyangNormalUniversity,Anyang455000,Henan,China)

From the human body structure composed of kinematic chain and its relationship with body functional training, this paper uses the method of documents and materials, logic analysis and other research methods, combined with the theoretical knowledge of functional anatomy, fascia, sports biomechanics, logic and other disciplines, to analyze the weak link and motion compensation in the functional training from kinematic chain perspective, and the core strength and stability in the role of functional training from the perspective of fascia chain. Also, the reasons for the weak link or even damage in the open chain and closed chain were analyzed and discussed, which has a positive practical significance in preventing and reducing sports injuries, improving training efficiency and effectiveness.

myofascia chain; body kinematic chain; functional training; motion compensation; weak chain

2016-05-08

牛永剛(1975-)，男，博士，副教授，研究方向體能訓練理論與方法，學校體育學。

G804.62

A

1009-9840(2016)04-0059-06